在AGV(Automated Guided Vehicle,自动导引车)小车中使用单路直流无刷驱动器实现差速转弯,通常需要结合机械结构、电气控制等多方面来完成,以下是详细介绍:

原理概述:差速转弯的基本原理是通过控制AGV小车左右两侧驱动轮的不同转速,产生速度差,从而使小车实现转弯。由于使用的是单路直流无刷驱动器,不能直接分别控制两个驱动轮,所以需要一些额外的方法来模拟差速控制。

单路直流无刷驱动器应用在AGV小车中怎么去实现差速转弯?插图

具体实现步骤

A.机械结构设计

双轮独立驱动结构:AGV小车采用左右两个独立的驱动轮,单路直流无刷驱动器的输出通过机械传动装置,如齿轮、链条或皮带等,分别传递到两个驱动轮上。并且在传动系统中设置能够调节转速比的机构,例如可调节的行星齿轮组或离合器。

辅助轮设计:除了两个驱动轮外,AGV小车还需要配备辅助轮,如万向轮或随动轮,以支持车身并保证行驶的稳定性。

B.电气控制设计

速度调节装置:在单路直流无刷驱动器的输出端添加速度调节装置,如调速电阻、PWM(脉冲宽度调制)控制器等,通过改变驱动信号的参数来间接调节左右驱动轮的转速。

传感器反馈:安装编码器、陀螺仪、加速度计等传感器,用于实时监测AGV小车的行驶速度、方向和姿态。传感器将采集到的数据反馈给控制系统,以便精确控制转弯过程。

控制系统:采用微控制器(如Arduino、STM32等)或PLC(可编程逻辑控制器)作为控制系统的核心,根据传感器反馈的数据和预设的路径规划,计算出左右驱动轮所需的转速差,并通过控制速度调节装置来实现差速转弯。

C.差速转弯控制算法

比例 – 积分 – 微分(PID)控制:PID控制器根据传感器反馈的实际速度与目标速度之间的误差,计算出控制量,调整速度调节装置的参数,使左右驱动轮的转速达到目标值。

模糊控制:对于一些复杂的工况,模糊控制算法可以根据经验和规则,对左右驱动轮的转速进行实时调整,提高转弯的灵活性和稳定性。

实现差速转弯的具体操作流程

1. 路径规划:根据AGV小车的任务需求,规划出行驶路径,包括直线行驶和转弯路段。

2. 速度设定:在转弯路段,控制系统根据路径规划和传感器反馈的数据,计算出左右驱动轮的目标转速。例如,当需要向左转弯时,左侧驱动轮的转速降低,右侧驱动轮的转速升高,形成速度差。

3. 驱动控制:控制系统通过速度调节装置调整单路直流无刷驱动器的输出,使左右驱动轮按照目标转速转动,实现差速转弯。

4. 实时监测与调整:在转弯过程中,传感器实时监测AGV小车的行驶状态,控制系统根据反馈数据不断调整左右驱动轮的转速,确保转弯的准确性和稳定性。

5. 转弯结束:当AGV小车完成转弯后,控制系统恢复左右驱动轮的相同转速,使小车继续直线行驶。

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